تأثیر استفاده از خاکستر ضایعات کشاورزی در اصلاح ویژگیهای مکانیکی خاک بستر جادههای جنگلی
نویسندگان
1 دانشیار، گروه جنگلداری، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
2 کارشناس بخش تحقیقات جنگل، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد عمران و بهره برداری جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
4 استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
doi
10.30466/jfrd.2025.55946.1752چکیده
مقدمه و هدف: خاک بستر جادههای جنگلی در برخی مناطق دارای مشکلاتی مانند خمیرایی بالا، قابلیت بارگذاری و مقاومت برشی پایین، دشواری تراکم و امکان نشست میباشد. از اینرو، تثبیت و ارتقاء مقاومت خاک با استفاده از مواد افزودنی همواره مورد توجه پژوهشگران و مهندسین راهسازی بوده است. امروزه در صنعت کشاورزی مشکلات زیادی در خصوص دفع ضایعات و زبالههای حاصل از فرآیندهای تولید وجود دارد که هر روز بر حجم آنها افزوده میشود. در عین حال، بسیاری از این ضایعات با توجه به اجزای معدنی تشکیلدهنده آنها دارای ویژگیهای مقاومتی مطلوبی هستند که آنها را بهطور بالقوه به یکی از کاندیدهای اصلی برای جایگزینی با افزودنیها و تثبیتکنندههای سنتی خاکهای جنگلی مانند آهک و سیمان تبدیل کرده است. علاوه بر این، ویژگیهای ساختاری مواد آلی میتواند به حفظ محیطزیست و اصلاح زیستی خاکهای ناپایدار و منبسطشونده کمک کند.مواد و روشها: در این بررسی، ضایعات محصولات کشاورزی گردو و بادام زمینی برای مقاومسازی خاک بستر جادههای جنگلی طرح جنگلداری شصت کلاته مورد استفاده قرار گرفت. خاک مورد استفاده از مناطق رانشی و ناپایدار حاوی خاک متورم شونده تهیه شد. ابتدا پنج نقطه رانشی در امتداد جادههای جنگلی که دربرگیرنده خاک ریزدانه است، مشخص و از هر نقطه حداقل سه نمونه هر یک به وزن پنج کیلوگرم و در مجموع 15 نمونه به وزن کل 75 کیلوگرم بهروش تصادفی تهیه شد. سپس پوستههای سخت بادام زمینی و گردو پس از آسیاب در دستگاه خردکن حرفهای عطاری بهصورت پودر درآمد. در مرحله بعد، پودر پوسته گردو و بادام زمینی به مدت دو ساعت در دمای 580 درجه سانتیگراد کوره سوزانده و به خاکستر تبدیل شد. نمونههای خاک رسی با خمیرایی بالا (CH) با مقادیر متفاوت صفر، 5، 10 و 15 و 20 درصد خاکستر پوسته بادامزمینی و گردو (اندازه خاکستر 4/0-04/0 میلیمتر) مخلوط شد. زمان عملآوری ترکیب ضایعات و خاک 28 روز در نظر گرفته شد. سپس ویژگیهای تراکمی، حدود آتربرگ و ظرفیت بارگذاری (CBR) بهترتیب بهکمک آزمایشهای پروکتور، روش کاساگرانده و فتیله خمیری و مقاومت فشاری مورد اندازیگیری قرار گرفت. تجزیه و تحلیلهای آماری در قالب طرح فاکتوریل با سه عامل اصلی شامل نوع ضایعات در دو سطح و مقدار ضایعات در پنج سطح و در مجموع با 10 تیمار در نرمافزار SPSS بهاجرا درآمد.یافتهها: نتایج نشان داد که کلیه تیمارها سبب افزایش دو تا 5/2 برابری مقدار ظرفیت بارگذاری شدند اما هیچ یک از آنها نتوانستند وضعیت ظرفیت بارگذاری خاک را از حالت ضعیف به حالت بهتر ارتقاء دهند. کمترین مقدار CBR در نمونههای خاک تیمار شده با سه درصد خاکستر پوسته بادام زمینی به ثبت رسید. بیشترین شاخص خمیری در نمونه شاهد و نمونه خاک تیمار شده با 10 و 15 درصد خاکستر پوسته گردو مشاهده شد. در حالی که کمترین مقدار شاخص خمیری در نمونههای خاک تیمار شده با سه درصد خاکستر پوسته بادام زمینی به ثبت رسید. در مجموع مقدار شاخص خمیری در نمونههای خاک تیمار شده با خاکستر بادام زمینی بهطور معنیداری کمتر از نمونههای خاک تیمار شده با خاکستر پوسته گردو بود. در مجموع تیمارهای مورد استفاده از نظر تأثیرگذاری بر قابلیت بارگذاری بهدلیل خمیرایی بالای خاک شاهد دارای ضعفهای بارزی بودند، از اینرو، استفاده از آنها بهصورت خالص برای بهسازی خواص مکانیکی خاکهای CH پیشنهاد نمیشود اما میتوان اثر آنها را در ترکیب با افزودنیهایی مانند آهک و سیمان مورد ارزیابی قرار داد.نتیجهگیری: درصدهای بالای خاکستر پوسته گردو (10 و 15 درصد) نتوانستند تأثیر چندانی در کاهش شاخصهای خمیری خاک داشته باشند که دلیل این موضوع را میتوان میل ترکیبی بیشتر خاکستر پوسته گردو با آب دانست. اما عملکرد مطلوب خاکستر بادام زمینی (مقدار سه درصد وزنی) در کاستن از خواص خمیرایی خاک نشان میدهد که از این تیمار میتوان برای تثبیت ترانشههای رانشی که روی آنها بارگذاری انجام نمیشود استفاده کرد. بدین ترتیب تیمارهای مورد استفاده از نظر تأثیرگذاری بر قابلیت بارگذاری خاک دارای ضعفهای بارزی بودند، از اینرو، استفاده از آنها بهصورت خالص برای بهسازی خواص مکانیکی خاکهای CH پیشنهاد نمیشود اما میتوان اثر آنها را در ترکیب با افزودنیهایی مانند آهک و سیمان مورد ارزیابی قرار داد.